CANopen 网络线缆选择指南
CANopen 网络线缆选择指南
在 CANopen 网络中，线缆的选择、接线方式、以及应对噪声和电磁环境的措施是确保系统稳定性和可靠性的重要因素。以下是详细的要求和建议：
1. 线缆选择
线缆类型 ：使用双绞屏蔽电缆是 CANopen 网络的标准做法。双绞线可减少电磁干扰（EMI），屏蔽层则进一步保护信号免受外部干扰。常用的电缆类型包括：
双绞线 ：如CAN_H和CAN_L信号线应成对双绞，以减少噪声耦合。
屏蔽层 ：选择有屏蔽层的电缆（如编织屏蔽、箔状屏蔽）可以有效防止电磁干扰。
电缆阻抗 ：推荐使用阻抗为 120 欧姆的电缆，以匹配 CAN 总线的特性阻抗。这有助于减少反射和信号损失。
2. 接线要求
总线拓扑结构 ：CANopen 网络通常采用线型拓扑结构，所有设备（节点）都连接在一条主干线上。避免星型或环型拓扑，因其会导致反射和信号完整性问题。
终端电阻 ：在总线两端需安装 120 欧姆的终端电阻，以吸收信号并防止反射。终端电阻应直接连接在 CAN_H 和 CAN_L 之间。
支线长度 ：支线应尽量短，一般建议不超过 0.3 米（1 英尺），以避免增加总线电容，导致信号质量下降。
接地 ：屏蔽层应在一端或两端接地，但不能在两端同时接地，以避免形成接地环路，导致电磁干扰。通常在网络的电源端进行单点接地。
3. 噪声和电磁环境的考虑
电缆布线 ：
远离干扰源 ：CAN 总线电缆应远离强电流设备、开关电源、变频器、电动机等产生强电磁干扰的设备。
屏蔽与隔离 ：如果无法避免与干扰源近距离布线，可以使用额外的金属管道或隔离带进行电缆屏蔽。此外，增加物理距离和使用屏蔽隔离材料可以减少干扰的影响。
滤波器与电磁屏蔽 ：
滤波器 ：在总线的电源线上加装电磁兼容性滤波器（EMC filter），可以减少高频干扰。
电磁屏蔽外壳 ：将敏感的 CAN 设备放置在金属外壳内，并接地，可以有效减少电磁干扰。
接地环路与共模干扰 ：
防止接地环路 ：接地环路会引入共模噪声，建议在总线的屏蔽层上采用单点接地，避免不同电位的接地端之间形成环路。
共模滤波器 ：在 CAN 总线上加入共模滤波器可以进一步减少共模噪声的影响。
4. 环境影响评估
温度和湿度 ：在高温、高湿度环境中，选择耐高温和耐湿的线缆，并确保接头和连接器有良好的密封性，防止腐蚀和氧化。
机械保护 ：在机械振动或冲击频繁的环境中，应选择具有抗震、耐磨、柔韧性的线缆，并使用保护管道或电缆槽进行保护。
电磁兼容性（EMC）测试 ：在部署前，对整个系统进行 EMC 测试，评估电磁环境对 CANopen 网络的影响，必要时进行环境改善或硬件加固。
通过选择合适的线缆、遵循接线规范、以及采取有效的抗干扰措施，CANopen 网络可以在复杂的电磁环境中保持稳定、可靠的运行。